HSAN5 由 NGFB 基因纯合突变导致,临床表现无痛觉、无汗。把患者 iPSC 分化为感觉神经元,需要外源 Beta-NGF 维持轴突生长。下面 6 步操作把分化、纯度、功能验证锁到 96 孔级别,一只移液器就能重复。
突变位点在 exon 3,导致 p.Arg191Ter,分泌型 Beta-NGF 缺失 C 端 40 aa。患者 iPSC 内源蛋白几乎测不到,必须依赖外源重组 Beta-NGF 补轴突信号。分化前做 PCR-RFLP 确认突变,避免野生型杂合子混入。
神经诱导 basal medium 补 50 ng/mL Beta-NGF,轴突平均长度 1.8 mm。降到 30 ng/mL 长度掉到 0.9 mm,细胞体聚集成球,电生理信号噪声增大。把浓度写死 50 ng/mL,每 48 h 全换液,防止蛋白降解造成梯度。
Day14 收样,IB4 标记非肽能感觉神经元,BRN3A 转录因子共标。双阳比例 85 % 以上说明分化成功,低于 80 % 加入 1 μM SB431542 再走 4 d,可把杂细胞压到 10 % 以内,避免背景电流干扰钙成像。
HSAN5 神经元无 NGF 信号时几乎不放电。Day21 上 MEA 板,30 s 内 spike 数 0.3 Hz 以下判定静默,加 100 nM capsaicin 后野生型升至 4 Hz,突变型仍 < 0.5 Hz,差异 8 倍,可直接用 MATLAB 脚本批量算 AUC,不手动数峰。
构建突变蛋白验证特异性。R191T 与患者突变等位一致,浓度 50 ng/mL 时轴突长度恢复 20 %,说明外源野生型 Beta-NGF 必须完全补位。实验组与对照组用同一 ELISA 测上清浓度,确保系统误差 < 5 %。
分化 Day14 细胞用 STEM-CELL Banker 冻存,程序降温盒 -80 °C 过夜后转液氮。复苏 24 h 贴壁率 92 %,轴突再生长度与冻存前差异 < 10 %。用 37 °C 水浴 90 s 快速融化,避免长时间高温导致 Beta-NGF 降解。